[发明专利]威风动力引擎机

说明书

技术领域

 本发明属于机械设计与制造领域。实用于轿车、汽车、船空、船海之动力引擎机。

背景技术

[0002] 当今的引擎机不适应节能环保之动力源之要求，扩缸困难，所需辅助设备甚多，无法作进一步改良；威风动力引擎机有好的开发前景，实质性的解决了目前的所有问题，是节能环保的首选动力引擎设备。

发明内容

威风动力引擎机的节能特色是充分的利用了气缸所发出的余热能量，利用螺线涡旋压气的方式对气缸作快速进气排气之功效；为利于气缸体的进气排气方便我将气缸体设计为离合散开形的，活塞的推力机构为软输出胜过曲柄之硬输出的不方便之处，这是对引擎机的一大变革，气缸内喷油点火，有多种点火模式，在不同的点火模式运作下可以让本机超低速旋转或超高速旋转，由于多模式的点火方式能够使本机快速变速，所以威风动力引擎机完全达到了动力引擎与变速机构一体化，减化了配设变速器设备，同时也方便了对本机的操作。在功率输出方面也提供出硬输出与软输出等多种模式供不同工况选择，以满足引擎效果的舒适感。另一特点是本机扩缸容易，扩缸后能满足船空船海的动力引擎需求。

附图说明

威风动力引擎机分缸体运作系统、螺线涡旋压气系统与冷却系统；我以附图的序号详细解说这三大系统的机构与运作方式；图1是活塞冷却油箱通道图，图中（8）活塞推力簧安装在（1）活塞与（9）推力簧固定座上的套管部位上，（2）伸缩油管与（7）输油套管也安装在（1）活塞与（9）推力簧固定座上的套管部位上，用（10）油管拉伸密封套为动密封，保证（1）活塞与（9）推力簧固定座之间的油路畅通无阻；在（a）剖图中（1）活塞接触虚线部位为(g1)活塞缸壁，（g2)为缸壁冷却油环形通道并直接对（g1)活塞缸壁油液冷却，由（5）刮油弹力环随时清理活塞运行过程中之缸壁余油；并配合双层（6）双向密封环对缸壁实执密封。用（4）内压弹簧将（6）双向密封环压紧。（g5)是向(g2)区域的射油喷口，(g3)(g4)为左右冷却油缸，由（3）油缸密封环对其密封;（2）伸缩油管为油路进出口，在（A一A）（B一B）（C一C）（D一D）(E一E)剖面图中（t1)(t2)至(t10)为油路行走标示;（t1)为进油入口，(t10)为出油口，(t9)为冷却油输出通道；油缸是全方位活区流动冷却区域，冷却速度快，效果好。当（1）活塞在燃气的作用下产生推力，弹簧瞬间压缩，将热燃气产生的作用力传递给推力簧固定座，此时（2）伸缩油管与输油套管有伸缩特性，对冷却油的输送正常供应；图2是气缸密封机构图，图中的环形动密封机构为扩张钢环由四套（14）月形钢环四等份圆周排列组成，他们受控于（16）浮动螺钉，（16）浮动螺钉固定在（18）气缸座上，图中虚线圆弧与虚线环为（18）气缸座的安装位置(参见图5），旋转（16）浮动螺钉能够让（14）月形钢环上升和下降，于是就产生了扩张钢环的两种模式；(ma)四合环为工作状态排列模式，(mb)四合环为初次安装收缩状态排列模式。请看（mn1)与(mn2)的深度不同；(md)环面没有牙与（16）浮动螺钉配合起定位作用；在（F一F）剖图中的两个虚线方框为(17)软石墨纤维环的安装位置。（15）压力弹簧对（17）软石墨纤维环施加压力。（11）软石墨纤维块（12）弹簧压板（ss）压力弹簧此三件装配成一体是对（18）气缸座外环作动密封之作用。本机构的最终目的是保证气缸内活塞的动密封，（14）月形钢环机构是保证（17）软石墨纤维环的动密封的安全与上下调动要便于安装，在图9中有（41）油嘴通孔就是对（mb）（14）月形钢环处于收缩状态对（16）浮动螺钉调试安装孔。图3是气缸的换气与密封及活塞的冷却油路通道图，图中（18）气缸座内设三套九个气缸四环（w）冷却水环及各气缸的冷却油路都安设其上，是一转动体。（19）气缸外座是一固定的环形体，内设九支（d）通风换气管道与（17）软石墨纤维环和（11）软石墨纤维块是对气缸气路水路的密封结构。每一支（d）通风换气管道与一个气缸相交替换使用，他输入的是冷风，由旋风旋涡压入其管道内使气缸内的热燃气迅速释放到下一机构作功。(d1)为气缸内通风方向标示，此时的活塞运行位置为初始设定位置，在活塞作功回到初始的位置时（d1)为后通风冷却系统，（d)通风换气管道他接收的是冷空气，而释放出来的是热燃气为下一机构提供了热能。对于气缸壁有两种冷却方式同时进行，冷却油与通风冷却，以达到极好的冷却效果。（tr)是轴承环形油道，（22）冷却油嘴是入油口径，内有三个箭头及三个分流入油口喷入轴承轨道;在（c）部详图中有一组并列三环轴承排列，用密封环隔开；而每列轴承轨道又是单一的入油路通道，与之对应的另一组三环轴承轨道为出油通道；整个系统有三个气缸圆周均布排列为一组，共三组；而每一组气缸的进出油通道就用两列轴承轨道作为进出通道；所以这两组三环轴承油道是在喷油的状态下工作的。在（J一J）剖图中（tz）为轴承由三路引来的冷却油入口；（ty）又是本油路的出口，（tz）（ty）油管共九套为圆周均布排列其方向在此排列中是不同的。在（View一I）视图中，（t02）（t12）（t13）为各支路（tz）（ty）油管的单项连通通道；他们共用一个盖板密封后由螺钉固定。在（G一G）剖图中（t01）为（9）推力簧固定座的出油管道连通于（ty）出油口，（t11）与（tz）之入油口相通。每一气缸缸内都安装了（20）喷油嘴与（21）火花塞,都在缸内喷油点火运行。在（H一H）剖图中有三个工作气缸呈圆周均布排列，气缸体为两部份组成，主缸体为活塞运作区域，（e）部缸体为喷油点火之固定缸体，属于燃气推进体，在点火燃气推动活塞运行的瞬间发挥着巨大的威力，其作功的时间过程是极短的，而且三个气缸同时点火运行所产生的扭转力矩是最佳的理想效果，被称为三点点火模式；此组是同一时间点火运行；这一组三个气缸也可以用两个气缸点火工作，另一气缸作轮换休息为三缸两点点火模式；还有三缸一点点火模式，及（18）气缸体转动两周期一点火模式，还有更慢的调速模式，这种点火调速模式运用起来多达十几种非常丰富，胜过机车多级多挡位调速之舒适性之目的。这种多样式的点火模式的设定能够达到调速之目的，以供不同工况的不同速度的需求。这种点火调速最大的好处是进一步的节能，是因为少点火少喷油主轴立即减速，满组满缸位全速点火主轴立即加力加速是等效的，所以无论是在那一种点火模式下运行都不会产生烧缸出黑烟之浪费燃油之不良现象；所以对点火模式的设定确时达到引擎机与减速机一体化之功效。在主机停机时之位置设定于点火的启始位置，在机车启动时可以直接点火起动，以免去附加的起动设施损耗机车的能量。这三组三缸的点火时间是连续的而不是在同一时间进行的，是因为这三组以120度的角等角排列。本系统设定了三组三缸点火运行模式，还可以根据工况用途设定四组三缸模式，五组四缸模式等更多组多缸点火模式，多组多缸点火运行模式可以自由选配，不会出现任何负面作用；是因为缸体活塞为弹性驱动，有别于曲柄圆周运动的优胜处，而且（18）气缸座圆柱体的转动不需要配用惯轮的附加配件。对于这种多种点火模式是引擎机根据不同的工况而经常需要变换调速运用的重要的多种点火模式。也是为引擎机节约能源的关键所在。图4是气缸进气排气运作图，图中的（f）为横向的“U”字形气缸换气窗口，图中气缸体部位所有的箭头所示的方向为进风通风方向；（TU一1）图所示为活塞到达设定的初始位置，此时为活塞作功后对气缸的通风冷却。（TU一2）图所示为活塞正在作功期间，此时气缸为封闭作功过程中。（TU一3）图所示为活塞作功将要完成，通风通道已开，此时气缸正在作换气动作。（TU一4）图所示为（19）气缸外座的固定气缸体部位换气图；图中的气缸换气通风箭头都指向（18）气缸体圆柱中心点，是因为在（18）气缸体圆柱的中心部安装了螺线涡旋风强力换气系统，让换气更加快捷。图5是气缸座转动主体与螺线旋风机构的设定图，图中（24）油道密封环与（25）上油道密封环是对（18）气缸座机体内各环道冷却通道的密封。（K一K）与（M一M）剖图是（13）气缸座齿轮的内部涡轮机构，是气缸体之主要传动输出机构，(p)与(p1)是(13)气缸座齿轮盘的扇叶骨位的剖面图，中心是轴承结构，轴承是喷油冷却；（13）气缸座齿轮盘用螺钉与（18）气缸座作刚性连接,以（ps）面压定（23）气缸转扇架，（23）气缸转扇架以（pt）“U”形面定位使之不得转动，（23）气缸架是螺线涡旋风风源机构，内设（i）部平扇叶片与（i1）部涡旋扇叶片。内设涡旋风向为（S），（18）气缸座机体产生了（S）旋风力，由于气缸释放出大量的热能量，使之旋风的威力对（p）部扇叶片产生了大的转矩力度和大的转动惯量，这种能量远远胜过曲柄飞轮之惯性能量。图6是螺线涡旋风道与动力输出图，图中（31）螺线涡旋风道为热压风涡旋助转的主要机构，整个机构以螺钉锁定为连体刚性连接；（33）涡扇轴齿轮与（35）主轴涡扇及（30）入风扇为连体刚性连接。（28）轴承为动定位支撑运作。（j1）阶段在（30）入风扇的风力作用下冷风进入螺线涡旋风道和压入（19）气缸外座的（d）部气缸体换气通道，此时（30）入风扇的动力由（35）主轴涡扇提供；（j2）为冷热风交汇阶段，（j3）为热膨胀阶段，（j4）为涡旋流激进阶段。（j5)功率输出阶段。由于（32）涡旋轴扇叶在接收到（23）气缸转扇架发出风力的作用下使本机构整体转动，在以上四个阶段区内使（35）主轴涡扇区高速释放能量，其速度远远高于（18）气缸座机体的转速与能量，所以在后面的示图中将各部的能量以不同的方式输出，供不同的工况选用。中心区有大水箱由（34）水路密封环密封；图中（u）为气路密封（u1)为油路密封，（ug）为冷却油路通口，整套冷却机构冷却效果好。图7是中级涡轮动力输出机构图，图中（26）中级涡轮与（29）涡轮齿盘以螺钉固定连接。以六列（28）轴承作动定位，（26）中级涡轮的能量由（29）涡轮齿盘输出。（29）涡轮齿盘以扇叶片作骨位与（26）中级涡轮结构相同。(23)气缸转扇架所发出的涡旋风对（26）中级涡轮产生作用力使之高速旋转，（29）涡轮齿盘同体旋转，由于（ys）有三道形体密封线（26）中级涡轮转换出来的涡旋风继续以（S）方向对下一级涡轮产生作用力。（u）是气体密封槽，（u1）是冷却油密封槽，（y1)与（y2）的箭头线标示是冷却油运行路线图，（y3）是储油窗口，（y4）是多个油路入口；图8是冷却油管冷静却水管旋风出口分流机构图，图中（36）出风口尾架是主架机构，也是气缸废气处理机构；（fg)是旋风出口外接管处，（tw）是冷却水管直通涡旋轴中心冷却水箱，（tk）是（tk1）进油出油嘴，图中箭头为冷却运行方向。（fk）是旋风出口；（37）风窗座有动密封槽，此处与输出轮相连接，也是油路水路风道出口的汇聚处的重要机构。图9是气缸固定机构与涡旋进风罩及尾架结构图，图中（39）涡旋入风罩的入口处以涡旋风道进入主扇区部位与（d）（d1)气缸换气通道相连，由于整机中心机构冷热气流交换，在（31）螺线涡旋风道的强风压缩作用下将（d）管道与（d1)气缸换气通道以极强的吸力使气缸体快速换气。（w）为四环水道以（40）水嘴对气缸进行循环冷却。（22）冷却油嘴将冷却油经（ju)两组六列滚珠轴承轨道输送到气缸体内作快速冷却之目的，这六列通道都是单程通道以达到特快冷却之功效。（36）出风口尾架用螺钉固定在（19）气缸外座之上以达到刚性连体之效能。（41）油嘴通孔即是进油通道也是（14）月形钢环的安装通孔。图10是威风动力引擎机总体装配图，图中（S）箭头线路为螺线涡旋风运作的整个过程通道，他主要行走了五个阶段性的过程，其中（j3）热膨胀阶段与（j4）涡旋流激进阶段是螺线涡旋风释放能量的高峰区，涡旋风与自然界突发的龙转风等效，是由自然界的热冷气流之交和膨胀旋转而产生巨大的威力，在威风动力引擎机的机构中利用气缸释放出来的余热与（j1）阶段吸入冷气体交和便产生了自然界形成龙转风的必要条件；在（18）气缸座的中心处的（23）气缸转扇架的作用下产生了冷热气体的交和与膨胀，由（32）涡扇轴扇叶与（31）螺线涡旋风道将这种交和的热膨胀气体以螺旋之方式涡旋强压推进气体作功，这种螺线式涡压气体的方式不会产生喘振的不良现象，是因为螺线涡压对涡扇轴的各处受力是一致的，其压气威力要强于直线分层压气机之效应的五倍以上，其螺线涡旋的能量要满足自身的能量他对周边有强大的吸气能力，这种强大的吸气能力加速和满足了对气缸的换气之需求。将使（j5）阶段的三级三个输出齿轮作功增添了威力。（33）涡扇轴齿轮与（35）主轴涡扇为刚性连接，在（j4）涡旋流激进高潮区（35）主轴涡扇传递给（33）涡轴齿轮，由于螺线旋风是沿着（S）方向向前旋进，途经（33）涡扇轴齿轮，此时螺线旋风又一次的对（33）涡扇轴齿轮发出旋风的冲击力之后由（37）风窗座排出；（35）主轴涡扇的螺线旋风对（26）中级涡轮产生旋涡流的作用力，（26）中级涡轮与（29）涡轮齿盘为刚性连接，所以（26）中级涡轮的全部能量直接传递给（29）涡轮齿盘；（26）中级涡轮受到螺线旋涡流的作用力后又对（13）气缸座齿轮产生旋涡流的作用力；（j4）涡旋流激进高潮区所产生的螺线涡旋风的作用力经（26）中级涡轮，（13）气缸座齿轮，（29）涡轮齿盘，（33）涡扇轴齿轮之后完成了（j5）热功率输出之任务。经过了这后面的四级作功后对气缸体（d1)发出的热能已得到全部的合理利用；（13）气缸座齿轮称为A级硬性输出齿轮，（29）涡轮齿盘为B级软性输出齿轮，（33）涡扇轴齿轮为C级软性输出齿轮；单独使用A级输出或A，B，C，的三级输出模式同时选用统称为硬性输出，B，C两级输出模式同时使用或单独使用为软性输出模式；此三级输出齿轮可根据工况选用输出之级别；活塞的推力与螺线涡旋风所发出的威力合于一起使威风动力引擎机的动能威力强大，低耗油，噪音小，结构简单，制造成本低，省去启动设备及变速器设备，对引擎机的设计制造是一场大变革，是绿色环保的威风动力引擎机。